燕山石化炼油二厂二催车间实习报告(共28页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上生 产 实 习 报 告-燕山石化炼油二厂二催车间实习报告姓名:王亚风学号:专业:化学工程与工艺实习地点、车间: 燕化炼油二厂二催车间指导教师:孙学文 魏强 周广林实习时间:2011.8.82011.8.302011.8.25 目 录专心-专注-专业化工2008级生产实习报告评价指标一级指标二级指标具体要求得分格式要求(10分)篇幅(5分)符合4000字以上的要求层次(5分)层次分明,章节标题表述与内容相符工艺流程图(30分)真实性(10分)与实际流程基本一致合理性(5分)版面布置合理、美观规范性(15分)单元设备、管线表示规范工艺计算(15分)准确性(5分)计算结果反
2、映实际情况计算过程(5分)计算步骤清楚、数据准确数据采集(5分)可采集数据齐全,估计数据合理内容陈述(45分)全厂介绍(1分)对实习炼厂的生产装置介绍齐全工艺流程介绍(20分)全面、准确地介绍工艺原理和生产流程计算说明(10分)对计算结果有合理的分析与讨论实习报告得分带队教师评语:教师签名一、燕山石化炼油厂概况燕山石化公司成立于1970年,是中国石化集团北京燕山石油化工有 限公司和中国石油化工股份有限公司北京分公司的简称,两个企业实行“一套班子,两块牌子”运行,业务独立核算,油化一体。燕山石化坐落于北京市,地处京广线旁边,具有十分便利的陆路、铁路运输条件。燕山石化是特大型的石油化工联合企业,拥
3、有生产装置88套,辅助装置71套,可生产120品种494个牌号的石油化工产品。 原油加工能超过1000万吨/年,2007年6月22日,1000万吨/年炼油系统改造工程实现一次开车成功,至此,燕山石化成为国内首家欧标准清洁成品油生产基地,用十年时间走完西方发达国家二十年走过的油品质量升级之路。 乙烯生产能力超过90万吨/年(包含全资子公司东方石化),主要产品中,合成树脂、合成橡胶、苯酚丙酮是国内最大的生产商之一。 燕山分公司始终坚持以技术进步为先导,以服务客户为宗旨。汽油、聚乙烯、聚丙烯、顺丁橡胶等12大类产品多次荣获国家优质产品奖,14种产品被命名为“北京市名牌产品”。燕山分公司大力推进技术进
4、步,在国内石化业率先进行了两轮乙烯改造,走出了一条系统优化、内涵发展的道路。公司拥有了一批达到国内先进水平的自有技术,有368项科技成果通过部市级以上鉴定,269项技术成果在国内外获得专利权,并开创了我国成套石化技术出口的先河。燕山石化每年可向社会提供汽油、柴油、润滑油、石蜡等120个品种494个牌号的石油化工产品;其中、60号食品蜡、石油、导热油等产品获得金奖或银奖;有27种产品曾获国家、部、市级优质产品,产品畅销全国各地,石蜡、甲苯等产品还远销欧、美、亚洲的国家和地区,在国内外用户中享有较高的声誉。汽油全部实现了无铅化,汽油、柴油质量达到了号质量标准。银催化剂产品在和欧盟等国家和地区获得了
5、专利,其性能居世界领先水平。燕山石化自成立以来,开创了石化行业的一系列新纪录。多年来,燕山石化坚持以“建设有燕山石化特色的企业文化”为抓手,一方面推进企业使命管理,形成使命驱动,以企业精神鼓励员工;另一方面让文化与管理高度融合,打造员工价值共享与共增的平台。铸造了“团结、求实、严细、创新”的燕化精神和“艰苦创业、奋发图强、开拓创新、团结协作、无私奉献”的燕化传统,并随着时代发展赋予企业文化“开放、竞争、发展、和谐”的新内涵,大大增强了企业的凝聚力和战斗力。二、本装置介绍1、概况说明1.1装置的地位与作用催化裂化是在量化催化剂的作用下将中只有转化成汽油、柴油及液化气等轻质产品的过程,实施有二次加
6、工的主要工艺之一。由于催化裂化装置相对投资低、经济效益好,是我国最主要的重质油轻质化的手段,因此在炼油行业占有极其重要的地位。我国通过催化裂化工艺生产的汽油约占全国商品汽油的70%,柴油的30%,液化气占炼油厂总量的90%以上。北京燕化公司炼油事业部二催化为80万吨/年得大庆减压渣油催化裂化装置(现已多用俄罗斯、哈萨克斯坦等中东国家的进口原油为原料油)1.2装置的主要构成与装置改造的背景本装置主要由反再系统,分馏系统,吸收稳定系统和脱硫系统。1.2.1 反应再生系统反再系统是催化裂化装置的重要组成部分。反应系统包括高效进料喷嘴的提升管反应器及其出口三臂旋流式快分、沉降器四个单级旋分器、金属钝化
7、剂注入系统。再生系统包括再生器内8组2级旋风分离器、待生催化剂船型分布器、主风分布管、辅助燃烧室;外取热器;旋翼多管式三旋;蒸汽过热器;余热锅炉;催化剂和一氧化碳助燃剂加入系统等。1.2.2 分馏系统分馏系统主要由分馏塔、柴油汽提塔、原料缓和罐、回炼油罐、油浆过滤器、油浆蒸发发生器和中压蒸汽汽包、各中段循环换热系统以及分馏塔顶油气余热利用系统等组成。1.2.3 吸收-稳定系统吸收-稳定系统主要由吸收塔、解吸塔、稳定塔和再吸收塔以及汽油碱洗沉降系统等组成。1.2.4 脱硫系统脱硫系统主要由干气脱硫罐、干气分液罐、液态烃脱硫塔及其沉降罐组成。1.2.5 汽油脱硫醇系统汽油脱硫醇系统主要由固定床反应
8、器、汽油罐和精制汽油泵以及活化剂泵和活化剂罐组成。北京燕化公司事业部二催化原设计为年加工量为120万吨蜡油催化裂化装置,于1983年11月底建成投产,1985年引进美国菲利普公司再生器内取热技术和金属钝化剂设施,改造成年加工量为80万吨重油催化裂化装置,设计掺炼25%的大庆减压渣油。为提高其原油加工深度及催化汽油的辛烷值,1998年由燕化集团公司、北京设计院和石油化工科学研究院联合技术攻关,将二催化装置改造成年加工量为80万吨全大庆减压渣油催化裂化装置。根据二催化的实际情况,改造实际中采用了当时国内外十五项最先进的催化裂化技术,其中富氧再生等五项技术为国内首创。此VRFCC工艺改造成功后,将代
9、表我国渣油催化裂化的最高水平,标志着我国催化裂化技术已达到国际先进水平。1.3装置操作的技术数据处理能力80万吨/年催化剂粒径40-80m掺渣比75-100%装置能耗90万大卡/吨原料轻质油收率66.3%催化剂循环量800-1000t/h催化剂单耗0.6kg/t原料反应温度500-520催化剂再升温度720产品馏出口合格率98.5%原料进口温度218-223残炭率0.15%汽油设计产率44.2%柴油产率0# 25% 液化气产率10%干气产率4%进料残炭率7-8%进料重金属含量20ppm 1.4装置的主要原料、产品与用途1.4.1 主要原料二催化装置加工的原料主要为三蒸馏装置的热渣油和重油罐区来
10、的冷渣油和催化原料罐区来的少量冷蜡油。1.4.2 主要产品及用途二催化装置的主要产品有:催化裂化汽油、柴油和液态烃。催化汽油气RON约91,设计产率为44.2%。可直接作为90#汽油出厂,也可与联合装置的重汽油以及MTBE等高辛烷值组分调合生产93#或97#汽油。汽油是重要的动力能源,主要用于汽车、带活塞式发动机的飞机、快艇和小型发电机等,柴油也是二催化装置的主要产品,主要为0#柴油,产率约25%,根据油品市场对柴油的需求,也可生产-10#柴油。柴油用途相当广泛,主要用于大马力的运输机械。液化气也是二催化装置的重要产品,其产率约10%。它通常作为民用燃料,也可以液化气为原料,生产各种化工原料。
11、干气是二催化装置的副产品之一,其产率约4%。干气主要作为二催化所在厂区自用的燃料。2、工艺路线2.1装置工艺路线的特点本装置主要由反应-再生系统,分馏系统,吸收-稳定系统和四机组(烟机、气压机、主风机和增压机)以及干气和液态烃脱硫、汽油脱硫醇系统组成。2.1.1 反再系统反应器和再生器为高低并列式,反应系统中提升管反应器采用了KH-4等高效雾化进料喷嘴和MTC控制技术以及干气预提升、快速终止技术,沉降器采用了带预汽提段的高度封闭的VQS快速分离系统和高效旋分器;气提段采用了三段气提和高效汽提挡板。使用了YXM-92金属钝化剂。本装置采用混合进料方式,原料预热采用与分馏塔一中回流和塔底油浆换热,
12、取消了原料预热炉。再生系统中使用一氧化碳助燃剂,采用完全在生技术。再生器采用可调下流式外取热 器,用于产生4.2MPa饱和蒸汽,以维持反再系统热平衡。待生催化剂进料采用船型分布器,加强了逆流烧焦效果;采用树枝状主风分布管和8组两级YDZ高效旋分器。在再生烟道上设置了蒸汽过热器如外取热器以及蒸发器产生的中压饱和蒸汽,用省煤器预热外取热器和以及蒸发器的上水,用三级高效烟气轮机带动同步发电机发电,以充分回收高温烟气的能量。 2.1.2 分馏系统 本装置分馏系统的余热得到了充分合理地利用。分熘塔顶油气用于预热二热力除氧器上 丨水或冬季用于采暖;分馏塔顶回流和轻柴油冬季可用于采暖或用轻柴油加热再吸收塔底
13、富吸 丨收油;一中段主要用作解吸塔底热虹吸式重沸器的热源和预热新鲜原料;二中段主要作为稳定 塔底釜式重沸器的热源。塔底油浆用于预热新鲜原料和产生3.9MPa饱和蒸汽。此外,还使用了油浆阻垢剂。2.1.3 吸收-稳定系统吸收解吸采用双塔流程.提高了碳三、碳四的回收率,通过富气注水,改善了污水处理系统的操作状况。汽油碱洗使用浓度约15%的氢氧化钠溶液。2.1.4 脱硫部分以制硫装置提供的双乙醇胺作为干气和液态烃脱硫溶剂。干气和液态烃脱硫分别在填料塔和筛板塔内进行,并分别设置了分液罐和沉降罐。2.1.5 汽油脱硫醇部分以聚钛氰钴或磺化钛氰钴为催化剂,采用了以活性碳为载体的固定床反应器,并加入活化剂,
14、以提高硫醇脱除率。2.2基本原理2.2.1 催化裂化反应原理催化裂化反应是在裂化催化剂上进行的,原料进入反应器与高温催化剂接触,瞬时汽化再经过如下过程才能变成产品。第一步:气态原料分子从主气流中扩散到催化剂表面,并沿催化剂孔道向催化剂内部扩散;第二步:靠近催化剂表面的原料分子,被催化剂活性中心吸附,原料分子变的活泼,某些化合键开始松动; 第三步:被吸附的原料分子在催化剂表面进行化学反应;第四步:产品分子从催化剂表面上脱附下来;第五步:产品分子沿催化剂孔道向外进行扩散,并扩散到主气流中去。从催化裂化反应过程来看,原料分子首先是被催化剂活性中心吸附才能进行化学反应,因此原料中各类烃分子的反应结果不
15、仅取决于反应速度,而且很重要的是取决于吸附能力,对碳原子数相同的烃类分子,被吸附的难易程度大致如下: 稠环芳烃稠环环烷烃烯烃单烷基侧链的单环芳烃环烷烃烷烃在同一族烃中,大分子吸附能力比小分子强。如果按化学反应速度的高低顺序排列,大致情况如下:烯烃大分子单烷基侧链的单环芳烃异构烷烃及环烧烃小分子单烷基侧链的单环芳烃正构烷烃稠环芳烃。催化裂化过程中的化学反应并不是单一的裂化反应,而是多种化学反应同时进行。在催化裂化条件下,各种化学反应的快慢、多少和难易程度都不同,由于催化裂化原料组成的不同使化学反应显得更加复杂化。主要化学反应有:裂化反应、异构化反应、氢转移反应、芳构化反应、甲基转移反应、叠合反应
16、和烷基化反应。催化裂化反应非常复杂,反应类型很多,为了解其反应机理,需要进一步讨论烃类的反应过程。目前,正碳离子学说被认为是接是催化裂化反应机理比较好的一种。所谓正碳离子,是指表面缺少一对价电子的碳原子形成的烃离子。正碳离子的命名是依照铵离子而得的,但它不能像铵离子能在溶液中解离出来自由存在,它只能吸附在催化剂表面上进行反应,它们的根本不同时正碳离子的碳表面只有三对电子。一般认为在热裂解过程中不易形成正碳离子,因为热裂解是一般的气象热反应,其结果是烃分子均匀断裂成自由基,只有不均匀断裂才能生成正碳离子,但是不均匀断裂要比均匀断裂需要的能量大得多,故不易发生。在酸性催化剂存在的情况下,生成正碳离
17、子所需要的能量就小的多了。 正碳离子是在烃分子与催化剂作用下形成的。一是催化剂活性中心给出质子,使烯烃质子化生成正碳离子。质子加在烯烃上有一个规律,即加在含氢原子较多的碳原子上,这样含氢较少的碳原子缺少一对电子,形成正碳离子。 从上述情况看,要生成正碳离子必须具备两个条件,一是要有烯烃,烯烃来源于原料中,或是热裂解生成的;二是要有给出质子的酸性催化剂。 质子是指失去电子状态的氢原子。必须清楚的是,催化剂给出的质子并没有脱离催化剂自由行动,而是烯烃停留在催化剂表面上,在一定条件下形成正碳离子。 阳碳离子反应过程比较复杂,其反应特点如下:(1)正碳离子生成可以通过烯烃与质子结合,小的阳碳离子与烯烃
18、再结合,生成较大的正碳离子。(2)正碳离子能自动异构化,伯碳自动转化为仲碳,仲碳转化为叔碳,趋向更稳定。正碳离子稳定性顺序为:叔碳仲碳伯碳。离子异构化表现为一对价电子的转移,或者连同所联系的氢和甲基一起移动。(3)正碳离子与烃分子相遇,夺取烃分子的氢,生成新的正碳离子,即正碳离子的形成与正碳离子的取代,形成链反应。(4)正碳离子可以失去质子生成烯烃,此质子交还给催化剂酸性中心或其它烯烃,生成新的正碳离子,自己成为烯烃产物。(5)大的阳碳离子分解,生成一个烯烃和一个小阳碳离子,即进行裂化反应。(6)阳碳离子自身反应,构成环化作用。2.2.2 再生器工作原理催化剂再生时产生大量的热,一般来说足以提
19、供反应所需的热量;有些情况下,还可产生大量的剩余热量。课件催化剂的再生实际上担负着两项任务:恢复催化剂的活性和提供反应所需要的热量。催化剂的再生是通过反应放热使催化剂带有一定热量进入再生器,随后与再生器中的富氧气体接触放出大量的热,使催化剂温度升高,将附着在催化剂表面的焦炭烧掉,恢复催化剂的活性,再通过再生斜管注入到提升管反应器的下部参与反应。2.2.3分馏原理催化裂化分馏基于蒸馏原理,蒸馏是把完全互溶而沸点不同的液体混合物分离开的一种物理过程,或者说蒸馏是利用液态或气态混合物中各组分挥发性或沸点的不同,来分离这些组分的一种方法。蒸馏是在蒸馏塔内进行的,从塔底分离出沸点较低的馏分,而从塔底分离
20、出沸点较高的馏分。从塔的中间抽出,沸点介于两者之间的馏分称为侧线馏分。蒸馏所得的冷凝液叫馏出物,将馏出物按不同沸点范围分别收集叫作分馏,所收集的馏出物叫馏分。蒸馏过程是把液体混合物加热使之部分汽化,并将产生的含轻组分(即低沸点组分)较多的蒸汽引出 使它与含重组分较多的液体分开,再把蒸汽冷凝为液体,从而使原来的混合物分成较轻和较重的两部分。可见蒸馏过程包含有加热、汽化、分离和冷凝等几个环节,而主要环节是汽化和冷凝。催化裂化反应油气的分离是在分馏塔内进行的,反应气进入分馏塔的脱过热段(人字挡板下)与人字挡板向下流的循环油浆逆流接触,脱除过热,洗涤油气中夹带的催化剂粉末,并使反应油气进行部分冷却,首
21、先冷却的是沸点较高的油浆,上升的油气混合物在塔内令其温度逐渐降低,又会出现部分冷却液为回炼油,未冷却的气相中,主要是沸点较低的重柴油、轻柴油和汽油。再降低温度使其逐渐部分冷却时,依次冷却的是重柴油,轻柴油,最后不能冷却的是汽油蒸汽及液态烃干气组分。此时在分馏塔底得到的是高沸点馏分(油浆。塔侧自下而上可取的回炼油、重柴油、轻柴油馏分,自塔顶可取得汽油馏分、液态烃和干起组分。气相混合物在精馏段逐渐降温冷凝,气裇降温冷凝为液体要放出冷凝热,这部分热量要通过塔顶和中段回流取走,使回流中所含的轻组分加热汽化为气相,并使全塔热负荷分布均匀。2.2.4 吸收-解吸基本原理吸收是一种分离气体混合物的过程。用适
22、当的液体容剂处理气体混合物,使其中的一个或者几个组分溶于溶剂,而从达到分离气体混合物的目的。被吸收的气体组分称为溶质或吸收质,不被吸收的组分称为惰性气体,所用的液体称为溶剂或者吸收液。吸收了溶质的吸收剂称为溶液或饱和吸收液。气体吸收的根本依据是气体在液体中的溶解度。气体与液体相接触,则气体溶解在液体中,达到一定的溶解度。吸收所能达到的程度,主要取决于吸收进行条件下的气液平衡关系。气体吸收是物质自气相到液相的转移,这是一种传质该过程中,气相中的溶质(气体分子)首先要穿越气、液两相界面进入液相,进入液相中的气体分子也会有一部分返回气相。液体中溶解的溶质气体愈多,气体分子从液相溢出的速率也就越大。当
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